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07 系外行星 Exoplanets(第4页)

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MJ=木星质量

在已知拥有系外行星的恒星中,距离我们最近的是波江座ε(EpsilonEridani),距离地球只有10.5光年。

波江座εb(EpsilonEridanib)由径向速度法发现,它是一颗巨行星,其质量与木星质量相近,位于距其恒星3.4AU的轨道上。

红外望远镜显示,波江座ε周围有着以其为中心的,距其约3AU和20AU的岩石碎片带——小行星带,外加一个从距其35AU处延伸到距其100AU处的外尘埃盘。

尘埃盘的结构已经被用来作为一颗未经证实的行星存在的证据。

这颗行星名为波江座εEridanic),质量约为木星质量的十分之一,距离波江座ε大约40AU。

研究

对于任何系外行星,我们都只有极少的直接信息。

如果通过径向速度法或天体测量学确定了系外行星的质量,我们就可以假设一个可能的密度来推断该行星的大小。

系外行星的大小可以由凌日法来揭示,也可以通过成像法来确定(基于亮度和假定反照率)。

利用行星的大小,我们也可以假定一个可能的密度来推断它的质量。

系外行星与恒星的距离使我们可以得出行星表面温度或大气温度的合理取值,但行星表面温度或大气温度也取决于反照率和大气中温室气体的混合物,因此误差空间也很大。

研究系外行星的下一个重大突破可能会随着我们分析系外行星大气成分能力的提高而到来。

这最好由太空望远镜来完成,因为它能够分离并分析单个系外行星的可见光和红外光谱——最重要的是类地行星的可见光和红外光谱。

可以根据气体的吸收特性来确定行星大气中一些含量丰富的气体的种类。

探测到不应该在简单化学条件下共存的一对气体,比如氧和甲烷,可能是我们获得的第一个生命会影响系外行星大气层的证据。

正如地球上的生命使地球大气层发生了根本性的变化一样,系外行星的大气层也会受其生命的影响。

系外行星上的生命

在我们的银河系中,大约有100亿颗类似太阳的恒星,约占所有恒星的十分之一。

系外行星一定很多,因为已经被充分研究过的类太阳恒星中,有一半都有行星绕其运行。

到目前为止发现的大多数系外行星都是巨行星,因为它们最容易被探测到。

但目前还没有证据表明类地行星是普遍存在的。

系外行星系统显然是多种多样的,不过,在像ψ和b这样的“热木星”

向内迁移的过程中,没有任何一颗类地行星能幸存下来。

这样的“热木星”

的轨道目前距离恒星不到0.06AU(表8)。

我们已经开始寻找的类地行星很可能存在于很大一部分系外行星系统中。

究竟有多少系外行星可能存在生命,这是一个令人烦恼的问题。

让我们来做一个非常保守的估计,只有1%的类日恒星有一颗类地行星长时间在宜居带中运行。

以此推算,我们的银河系会有1亿颗可供居住的类地行星。

此外,围绕着系外行星运行的可居住卫星的数量可能至少与此相当。

但是,逻辑链的下一步就不那么确定了。

考虑到生命所需的条件,生命开始的可能性有多大?生命的基本构成要素并不是生命开始的必要因素。

我们知道,太空中充满了有机分子,水也很丰富,所以处在宜居带的大多数系外行星将都有碳基生命所需的所有必要成分。

这意味着《星际迷航》[1](StarTrek)中关于“我们所知的生命(lifeasweknowit)”

的说法并不是对依赖外来化学物质的其他生命形式的推测,它只是一派胡言而已。

生命自然出现的过程是否容易,我们还不能确定。

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